一种水肥一体化系统及其施肥泵

1.本发明涉及农业、林业灌溉、施肥技术领域，具体涉及一种水肥一体化系统及其施肥泵。


背景技术：

2.水肥一体化系统已经广泛地应用于农业、林业等的灌溉、施肥，其施肥泵性能的优劣直接影响着施肥与灌溉的质量。但现有的施肥泵仍然存在施肥泵或水泵的叶轮流道内流动分离较大，输出压力、流量不稳定的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种水肥一体化系统及其施肥泵，凹凸部具有抑制附面层厚度、减小流动分离的作用，第一分流叶片、第二分流叶片的设计能够减小叶轮流道内的紊流，连通孔的设计能够平衡/调节分流盘两侧的压力分布，能够减小施肥泵/离心泵的压力波动，能够提高施肥泵的压力、流量输出稳定性，从而能够保证肥料或水的稳定供应，具有精确施肥、灌溉的优点。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
5.一种水肥一体化系统的施肥泵，施肥泵为离心泵，离心泵包括叶轮、蜗壳，叶轮安装于蜗壳内，叶轮包括前盖板、后盖板、叶片、进口环、分流盘，多个叶片沿周向分布并连接于前盖板与后盖板之间，前盖板的进口端具有进口环，前盖板与后盖板之间设置有分流盘，叶片包括第一叶片、第二叶片，多个第一叶片、第二叶片沿周向间隔设置，第一叶片与第二叶片径向长度不等且第一叶片的前缘位于第二叶片前缘的径向内侧；其特征在于：分流盘的径向长度大致与第二叶片的径向长度相等，分流盘包括第一凹凸部、第二凹凸部，分流盘的靠近前盖板的一侧面设置有第一凹凸部，分流盘的靠近后盖板的一侧面设置有第二凹凸部，第一凹凸部呈波浪状且波浪的涌进方向为径向，第一凹凸部设置于周向且位于相邻的第一叶片、第二叶片之间，第二凹凸部呈波浪状且波浪的涌进方向为径向，第二凹凸部设置于周向且位于相邻的第一叶片、第二叶片之间。
6.进一步地，所述第一叶片、第二叶片为弧形叶片，第二叶片的内径与分流盘的内径大体上相等或误差为5％以内，第二叶片的外径与分流盘的外径大体上相等；第一凹凸部与第二凹凸部结构相同。
7.进一步地，所述后盖板的靠近分流盘的一侧面设置有第一分流叶片，多个第一分流叶片沿周向分布，第一分流叶片的内径大于分流盘的内径，外径小于分流盘的外径。
8.进一步地，所述前盖板的靠近分流盘的一侧面设置有第二分流叶片，多个第二分流叶片沿周向分布，第二分流叶片的内径大于第一分流叶片的外径，外径等于分流盘的外径。
9.进一步地，所述分流盘上设置有连通孔，多个连通孔沿周向分布，且在径向上，连通孔的位置位于第一分流叶片与第二分流叶片之间。
10.进一步地，所述连通孔倾斜设置，第一分流叶片的后缘端大致位于连通孔的轴线上，第二分流叶片的前缘端大致位于连通孔的轴线上。
11.进一步地，所述前盖板与后盖板之间具有叶轮流道的轴向高度h，分流盘具有轴向厚度h1，分流盘与后盖板之间具有轴向高度h1，分流盘与前盖板之间具有轴向高度h2，h1+h2+h1＝h，且h2＞h1，h2＝(0.45-0.7)h，h1＝(0.25-0.45)h。
12.进一步地，第一凹凸部(51)与第二凹凸部(52)结构相同，但波峰和波宽尺寸不同，以适配不同的轴向高度h1、h2。
13.进一步地，所述第一分流叶片或第二分流叶片具有轴向高度h2，h2＜h1，且h2＝(0.25-0.55)h1；在径向上，第一分流叶片的后缘端与第二分流叶片的前缘端之间具有径向长度l1，第二分流叶片具有径向长度l2，l2＜l1，且l2＝(0.7-0.95)l1。
14.一种水肥一体化系统，其包括供水装置、供肥装置、控制装置，供水装置包括依次通过管线连接的水源、水泵、一级过滤器、二级过滤器，供肥装置包括依次通过管线连接的储肥装置、施肥泵，储肥装置包括多个肥料桶，施肥泵的下游管线与二级过滤器的下游管线汇合后形成灌溉主管线，灌溉主管线的下游分支成多个灌溉支管线，多个灌溉支管线分别延伸至喷灌灌溉区、微喷灌溉区、滴灌灌溉区，喷灌灌溉区设置有多个喷头，微喷灌溉区设置有多个微喷头，滴灌灌溉区设置有多个滴灌器，一段或多段管线上连接有控制阀、压力表和/或流量计。
15.本发明的一种水肥一体化系统及其施肥泵，凹凸部具有抑制附面层厚度、减小流动分离的作用，第一分流叶片、第二分流叶片的设计能够减小叶轮流道内的紊流，连通孔的设计能够平衡/调节分流盘两侧的压力分布，能够减小施肥泵/离心泵的压力波动，能够提高施肥泵的压力、流量输出稳定性，从而能够保证肥料或水的稳定供应，具有精确施肥、灌溉的优点。
附图说明
16.图1为现有技术水肥一体化系统结构原理图；
17.图2为现有技术施肥泵的叶轮结构示意图；
18.图3为现有技术施肥泵的叶轮结构示意图；
19.图4为本发明施肥泵的叶轮结构示意图；
20.图5为本发明施肥泵的轮结构示意图。
21.图中：1、前盖板；2、后盖板；3、叶片；31、第一叶片；32、第二叶片；33、前缘；4、进口环；5、分流盘；51、第一凹凸部；52、第二凹凸部；53、连通孔；6、第一分流叶片；7、第二分流叶片。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
24.如图1所示，现有技术/本发明的一种水肥一体化系统，其包括供水装置、供肥装置、控制装置，供水装置包括依次通过管线连接的水源、水泵、一级过滤器、二级过滤器，供肥装置包括依次通过管线连接的储肥装置、施肥泵，储肥装置包括多个肥料桶，施肥泵的下游管线与二级过滤器的下游管线汇合后形成灌溉主管线，灌溉主管线的下游分支成多个灌溉支管线，多个灌溉支管线分别延伸至喷灌灌溉区、微喷灌溉区、滴灌灌溉区，喷灌灌溉区设置有多个喷头，微喷灌溉区设置有多个微喷头，滴灌灌溉区设置有多个滴灌器，一段或多段管线上连接有控制阀、压力表和/或流量计。
25.如图2-3所示，现有技术/本发明的施肥泵为离心泵，离心泵包括叶轮、蜗壳，叶轮安装于蜗壳内，叶轮包括前盖板1、后盖板2、叶片3、进口环4、分流盘5，多个叶片3沿周向分布并连接于前盖板1与后盖板2之间，前盖板1的进口端具有进口环4，前盖板1与后盖板2之间设置有分流盘5，分流盘5与叶片3相连接，且分流盘5位于前盖板1与后盖板2之间的大致中间位置处。
26.如图4-5所示，本发明的一种水肥一体化系统的施肥泵，施肥泵为离心泵，离心泵包括叶轮、蜗壳，叶轮安装于蜗壳内，叶轮包括前盖板1、后盖板2、叶片3、进口环4、分流盘5，多个叶片3沿周向分布并连接于前盖板1与后盖板2之间，前盖板1的进口端具有进口环4，前盖板1与后盖板2之间设置有分流盘5，叶片3包括第一叶片31、第二叶片32，多个第一叶片31、第二叶片32沿周向间隔设置，第一叶片31与第二叶片32径向长度不等且第一叶片31的前缘位于第二叶片32前缘33的径向内侧；分流盘5的径向长度大致与第二叶片32的径向长度相等，分流盘5包括第一凹凸部51、第二凹凸部52，分流盘5的靠近前盖板1的一侧面设置有第一凹凸部51，分流盘5的靠近后盖板2的一侧面设置有第二凹凸部52，第一凹凸部51呈波浪状且波浪的涌进方向为径向，第一凹凸部51设置于周向且位于相邻的第一叶片31、第二叶片32之间，第二凹凸部52呈波浪状且波浪的涌进方向为径向，第二凹凸部52设置于周向且位于相邻的第一叶片31、第二叶片32之间。
27.第一叶片31、第二叶片32为弧形叶片，第二叶片32的内径与分流盘5的内径大体上相等或误差为5％以内，第二叶片32的外径与分流盘5的外径大体上相等。
28.本发明的一种水肥一体化系统的施肥泵，其通过分流盘5的改进设计，凹凸部具有抑制附面层厚度、减小流动分离的作用，能够减小施肥泵/离心泵的压力波动，能够提高施肥泵的压力、流量输出稳定性，从而能够保证肥料或水的稳定供应，具有精确施肥、灌溉的优点。
29.进一步地，后盖板2的靠近分流盘5的一侧面设置有第一分流叶片6，多个第一分流叶片6沿周向分布，第一分流叶片6的内径大于分流盘5的内径，外径小于分流盘5的外径。
30.前盖板1的靠近分流盘5的一侧面设置有第二分流叶片7，多个第二分流叶片7沿周向分布，第二分流叶片7的内径大于第一分流叶片6的外径，外径等于分流盘5的外径。
31.本发明通过第一分流叶片6、第二分流叶片7的设计，能够减小叶轮流道内的紊流，能够进一步地减小施肥泵/离心泵的压力波动，能够提高施肥泵的压力、流量输出稳定性，从而能够保证肥料或水的稳定供应，具有精确施肥、灌溉的优点。
32.进一步地，分流盘5上设置有连通孔53，多个连通孔53沿周向分布，且在径向上，连通孔53的位置位于第一分流叶片6与第二分流叶片7之间。连通孔53倾斜设置，第一分流叶片6的后缘端大致位于连通孔53的轴线上，第二分流叶片7的前缘端大致位于连通孔53的轴
线上(如图4-5所示)。本发明通过连通孔53的设计，能够平衡/调节分流盘5两侧的压力分布，从而能够进一步地减小施肥泵的压力波动，能够提高施肥泵的压力、流量输出稳定性。
33.进一步地，前盖板1与后盖板2之间具有叶轮流道的轴向高度h，分流盘5具有轴向厚度h1，分流盘5与后盖板2之间具有轴向高度h1，分流盘5与前盖板1之间具有轴向高度h2，h1+h2+h1＝h，且h2＞h1；优选地，h2＝(0.5-0.6)h，如0.55；h1＝(0.3-0.4)h，如0.35。
34.第一凹凸部51与第二凹凸部52结构相同，但波峰和波宽尺寸不同，以适配不同的轴向高度h1、h2。
35.第一分流叶片6或第二分流叶片7具有轴向高度h2，h2＜h1，且h2＝(0.3-0.5)h1，如0.4。
36.在径向上，第一分流叶片6的后缘端与第二分流叶片7的前缘端之间具有径向长度l1，第二分流叶片7具有径向长度l2，l2＜l1，且l2＝(0.8-0.95)l1，如0.85-0.9。
37.本发明通过分流盘5、第一分流叶片6、第二分流叶片7的具体化优化设计，能够进一步地减小施肥泵/离心泵的压力波动，能够提高施肥泵的压力、流量输出稳定性，从而能够保证肥料或水的稳定供应，具有精确施肥、灌溉的优点。
38.本发明的一种水肥一体化系统及其施肥泵，凹凸部具有抑制附面层厚度、减小流动分离的作用，第一分流叶片、第二分流叶片的设计能够减小叶轮流道内的紊流，连通孔的设计能够平衡/调节分流盘两侧的压力分布，能够减小施肥泵/离心泵的压力波动，能够提高施肥泵的压力、流量输出稳定性，从而能够保证肥料或水的稳定供应，具有精确施肥、灌溉的优点。
39.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、水平、竖直等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的“连接”可以是直接连接，也可以是间接连接，所述的“设置”、“设置于”、“设于”可以是直接设于，也可以是间接设于。
40.上述实施方式是对本发明的说明，不是对本发明的限定，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种水肥一体化系统的施肥泵，施肥泵为离心泵，离心泵包括叶轮、蜗壳，叶轮安装于蜗壳内，叶轮包括前盖板(1)、后盖板(2)、叶片(3)、进口环(4)、分流盘(5)，多个叶片沿周向分布并连接于前盖板与后盖板之间，前盖板的进口端具有进口环，前盖板与后盖板之间设置有分流盘，叶片包括第一叶片(31)、第二叶片(32)，多个第一叶片、第二叶片沿周向间隔设置，第一叶片与第二叶片径向长度不等且第一叶片的前缘位于第二叶片前缘(33)的径向内侧；其特征在于：分流盘(5)的径向长度大致与第二叶片的径向长度相等，分流盘包括第一凹凸部(51)、第二凹凸部(52)，分流盘的靠近前盖板的一侧面设置有第一凹凸部，分流盘的靠近后盖板的一侧面设置有第二凹凸部，第一凹凸部呈波浪状且波浪的涌进方向为径向，第一凹凸部设置于周向且位于相邻的第一叶片、第二叶片之间，第二凹凸部呈波浪状且波浪的涌进方向为径向，第二凹凸部设置于周向且位于相邻的第一叶片、第二叶片之间。2.如权利要求1所述的一种水肥一体化系统的施肥泵，其特征在于，所述第一叶片(31)、第二叶片(32)为弧形叶片，第二叶片的内径与分流盘(5)的内径大体上相等或误差为5％以内，第二叶片的外径与分流盘的外径大体上相等。3.如权利要求1所述的一种水肥一体化系统的施肥泵，其特征在于，所述后盖板(2)的靠近分流盘(5)的一侧面设置有第一分流叶片(6)，多个第一分流叶片沿周向分布，第一分流叶片的内径大于分流盘的内径，外径小于分流盘的外径。4.如权利要求3所述的一种水肥一体化系统的施肥泵，其特征在于，所述前盖板(1)的靠近分流盘(5)的一侧面设置有第二分流叶片(7)，多个第二分流叶片沿周向分布，第二分流叶片的内径大于第一分流叶片(6)的外径，外径等于分流盘的外径。5.如权利要求4所述的一种水肥一体化系统的施肥泵，其特征在于，所述分流盘(5)上设置有连通孔(53)，多个连通孔沿周向分布，且在径向上，连通孔的位置位于第一分流叶片(6)与第二分流叶片(7)之间。6.如权利要求5所述的一种水肥一体化系统的施肥泵，其特征在于，所述连通孔(53)倾斜设置，第一分流叶片(6)的后缘端大致位于连通孔的轴线上，第二分流叶片(7)的前缘端大致位于连通孔的轴线上。7.如权利要求6所述的一种水肥一体化系统的施肥泵，其特征在于，所述前盖板(1)与后盖板(2)之间具有叶轮流道的轴向高度h，分流盘(5)具有轴向厚度h1，分流盘与后盖板之间具有轴向高度h1，分流盘与前盖板之间具有轴向高度h2，h1+h2+h1＝h，且h2＞h1，h2＝(0.45-0.7)h，h1＝(0.25-0.45)h。8.如权利要求7所述的一种水肥一体化系统的施肥泵，其特征在于，所述第一凹凸部(51)与第二凹凸部(52)结构相同，但波峰和波宽尺寸不同，以适配不同的轴向高度h1、h2。9.如权利要求6所述的一种水肥一体化系统的施肥泵，其特征在于，所述第一分流叶片(6)或第二分流叶片(7)具有轴向高度h2，h2＜h1，且h2＝(0.25-0.55)h1；在径向上，第一分流叶片的后缘端与第二分流叶片的前缘端之间具有径向长度l1，第二分流叶片具有径向长度l2，l2＜l1，且l2＝(0.7-0.95)l1。10.一种水肥一体化系统，其包括如权利要求1所述的一种水肥一体化系统的施肥泵，其包括供水装置、供肥装置、控制装置，供水装置包括依次通过管线连接的水源、水泵、一级过滤器、二级过滤器，供肥装置包括依次通过管线连接的储肥装置、施肥泵，储肥装置包括多个肥料桶，施肥泵的下游管线与二级过滤器的下游管线汇合后形成灌溉主管线，灌溉主
管线的下游分支成多个灌溉支管线，多个灌溉支管线分别延伸至喷灌灌溉区、微喷灌溉区、滴灌灌溉区，喷灌灌溉区设置有多个喷头，微喷灌溉区设置有多个微喷头，滴灌灌溉区设置有多个滴灌器，一段或多段管线上连接有控制阀、压力表和/或流量计。

技术总结
本发明公开了一种水肥一体化系统的施肥泵，施肥泵为离心泵，叶轮包括前盖板、后盖板、叶片、分流盘，前盖板与后盖板之间设置有分流盘，叶片包括第一叶片、第二叶片；分流盘的靠近前盖板的一侧面设置有第一凹凸部，分流盘的靠近后盖板的一侧面设置有第二凹凸部，第一、第二凹凸部呈波浪状且波浪的涌进方向为径向，凹凸部设置于周向且位于相邻的第一叶片、第二叶片之间。本发明能够减小施肥泵的压力波动，能够提高施肥泵的压力、流量输出稳定性，从而能够保证肥料或水的稳定供应，具有精确施肥、灌溉的优点。溉的优点。溉的优点。


技术研发人员：王超 沈振华 骆寅
受保护的技术使用者：台州科技职业学院
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/7/25